Новая технология делает из плоской заготовки уникальную трехмерную микро-структуру
Способ, в основе которого лежит принцип детской книжки-раскладушки, поможет создать абсолютно новые 3D объекты для микроэлектроники.
Переход от плоских двумерных вещей к объемным трехмерным всегда открывает новые возможности – будь это высокотехнологичные 3D-кинотеатры и 3D-принтеры или что-то более простое. Например, превращение обычной детской книги в книгу-раскладушку, где каждый разворот представляет объемную красочную панораму, которая буквально поднимается со страниц. Физики из университета Иллинойса придумали совершенно новый способ, как сделать подобную «раскладную» структуру микроскопического размера.
В основу нового метода создания объемных структур микро- и нано-размера лег принцип детской книжки, в которой рисунок на плоскости превращается в объемную картину. Наверное, самая большая область, где подобное открытие окажется полезным, это микроэлектроника, конструирование миниатюрных оптических и электромагнитных устройств. Пока что авторы работы продемонстрировали только возможности новой разработки, но уже планируют использовать ее для решения реальных проблем.
В основе технологии получения трехмерных микроструктур – соединение материалов с разными свойствами: узкой ленты из монокристаллического кремния и подложки из силикона (эластомера на основе кремния). Как это работает? Сравним два объекта: длинную узкую полоску из монокристаллического кремния и пластинку из эластомера. Эти материалы по-разному реагируют на деформацию, например на растяжение и сжатие. Полоска монокристаллического кремния ведет себя подобно упругому металлу: сближая ее концы, полоску можно изогнуть в дугу. У эластомера другие свойства – его можно довольно сильно растянуть, а он вернется к своим первоначальным геометрическим размерам (именно так ведет себя обычная резина).
Сначала растянем эластичную подложку из силикона и закрепим на ней в определенных точках ленту из монокристаллического кремния. Если позволить подложке вернуться в исходное состояние, то полоска из монокристаллического кремния начнет деформироваться. Ей не останется ничего другого, как изогнуться в незакрепленных свободных участках и подняться над поверхностью силикона. В результате получится геометрически правильная спираль, прикрепленная к подложке.
В зависимости от формы ленты, точек ее закрепления на поверхности и направлений растяжения подложки, можно получать самые разнообразные объемные структуры: от простых спиралей до сложных 3D-форм. Совмещая разработанный принцип с другими методами, можно добиться абсолютно новых трехмерных объектов микро- и нанометрового масштаба.
По материалам illinois.edu
